I. Introduction

1. Plan de V étude. — La notion physiologique de ^contractilité’* embrasse une grande série de processus chimiques, mécaniques, thermiques et électriques, qui se manifestent toutefois de façons très diverses dans les divers groupes de muscles. Les processus physiques dont il s'agit semblent former un syndrome de phénomènes, constitués suivant des lois fixes. Un seul fait, que j'examinerai de plus près, plaide en défaveur de cette manière de voir; néanmoins, je ne crois pas qu’il soit trop risqué de poser comme axiome l'existence d’un rapport nécessaire, et régi par des lois fixes, entre ces quatre processus, du moins entre certaines limites. Et tout d’abord se pose la question de savoir auquel de ces processus et à quelle espèce de muscle on doit attacher le plus d'importance pour une étude expérimentale. La réponse à cette question est déterminée en grande partie par le succès des tentatives faites pour observer indirectement les phénomènes avec la plus grande précision possible et par la place qu'une espèce déterminée de muscles occupe dans la série des tissus contractiles. Les fondateurs de la physiologie se sont tous occupés spécialement de l’étude des phénomènes mécaniques qui se présentent dans la contraction musculaire. La raison en doit être cherchée dans le fait, qu'à cette époque c’étaient les changements dans les rapports mécaniques qui étaient le plus aisément enregistrables au moyen des appareils que les chercheurs avaient à leur disposition. Si nous faisons abstraction des motifs techniques, il n'y a évidemment aucune raison d’accorder la préférence à un seul des phénomènes dont l'ensemble constitue le processus de la contraction. Bien qu’il semble que les manifestations mécaniques des muscles soient les plus importantes pour l’organisme, ce qui reste toujours une supposition arbitraire, pour l’expérimentateur les quatre processus ont la même importance, puisqu'une connaissance plus approfondie de chacun d’eux doit donner une idée plus claire du système tout entier.

L'examen des changements que subit l’état chimique et thermique dumuscle peudant la contraction se heurte à de grandes difficultés. Par

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contre, en ce qui concerne les phénomènes électriques, depuis qu’EiNThoven dota l’examen physiologique de son galvanomètre à corde, on peut observer indirectement, avec une grande précision, les différences de potentiel qui se produisent dans un tissu musculaire actif. Yoilà pourquoi, dans l'étude des facteurs qui produisent une si grande différence entre le choc musculaire rapide et l’oscillation du tonus, j'ai fixé spécialement mon attention sur les processus musculaires électriques; comme objet d’épreuve j’ai choisi le cœur de Rana esculenta.

En général on considère le cœur, tant au point de vue de sa structure que de ses fonctions, comme le chaînon qui relie le tissu musculaire lisse aux muscles du squelette. Il semble toutefois qu’on ne doive considérer cette manière de voir que comme une interprétation très superficielle des particularités anatomiques et physiologiques du cœur, car chez quelques physiologistes en vue se manifeste nettement une tendance à considérer le muscle cardiaque comme un tissu contractile d’essence spéciale. C'est ainsi que Léon Frédéricq dit expressément qu’il est inutile d’essayer de faire entrer le muscle cardiaque dans l'un ou l'autre schéma établi pour les muscles du squelette (1), et cette manière de voir a été exprimée dans la suite par Henri Frédéricq avec plus de décision encore. A. Mosso (2) aussi est d’avis que le muscle cardiaque diffère tellement des muscles de la respiration et des muscles fléchisseurs des doigts, qu’il a étudiés chez l'homme, qu'il considère comme vaine 1a, tentative d'établir un lien entre les phénomènes toniques décrits par Fano (3, 4) et par Bottazzi (5) et ceux qu’il a lui-même observés. A mon sens, c’est là isoler le cœur d’une manière arbitraire, désavouer le vieux schéma qui a été dressé en grands traits d’après l’expérience générale, faire un pas dans la mauvaise voie. Je ne comprends pas du tout comment ces auteurs ont pu se laisser entraîner à tirer une conclusion aussi importante, alors qu'il a été constaté que la contraction cardiaque n’est pas aussi simple qu'on se l’était figuré. Le manque de précision des notions modernes concernant les pulsations du cœur se résume à mon avis dans une phrase de Nicolaï, dans sou travail bien connu de 1910 sur l’électrocardiogramme (6): „la contraction cardiaque ne doit pas être considérée comme un choc musculaire unique, ni comme un tétanus, mais c'est un processus compliqué sui generis". Pour moi, maintenant que nous sommes de nouveau dans un stade où nous ne comprenons pas, il y a plutôt une nécessité absolue à travailler dans la direction indiquée par le schéma en question.

LA CONTRACTION DU COEUR

Il me semble que le cœur est un objet (répreuve fort bien approprié à rétude du choc musculaire et de la variation du tonus, spécialement pour cette raison, qu’il présente les deux phénomènes si nettement juxtaposés. En outre, je considère en particulier le cœur de la grenouille comme convenant beaucoup mieux que le cœur d’un animal à san^ chaud, parce qu’il ne pose pas des exigences expérimentales aussi élevées et que l’interprétation n’est pas rendue inutilement difficile par des rapports compliqués.

2. Aperçu de la question du choc musculaire et de la variation du tonus. — Une des preuves les plus convaincantes de l’exactitude de la supposition, que dans les deux changements de l’état d’équilibre existant dans la substance musculaire, desquels il sera question ici, savoir ce qu’on appelle le choc musculaire rapide et ce qu’on appelle la variation du tonus, on a affaire à des phénomènes très différents, a été fournie par Pekelharing (7, 8, 9). Les recherches qui ont été faites au laboratoire de ce savant ont appris que dans les muscles du squelette deux chimismes différents produisent ces deux phénomènes. Les produits dé désassimilation qui se forment dans le travail musculaire ordinaire se composent surtout d’anhydride carbonique et d’eau; dans le maintien d’une position déterminée et dans l’exécution de mouvements dans lesquels les rapports de tension dans les muscles doivent être réglés avec beaucoup de précision, il se forme de la créatine, qui est peut-être le produit de destruction d’une matière albuminoïde. C’est ainsi que Harkink, qui réussit à garder une attitude militaire pendant quatre heures, trouva après cela une augmentation dans l’excrétion de créatine, ce qui n’était pas le cas les jours où il faisait de longues marches. L’opinion de Pekelharing fut également confirmée expérimentalement dans des muscles du squelette isolés, pris à des animaux à sang chaud ou à sang froid. Seul le cœur se comporte d’une façon assez inattendue, ainsi que Weber (10) l’a montré en 1909, puisque, après avoir battu avec force pendant quelques heures dans un appareil de Langéndorff, il a cédé à la liqueur de Ringer une quantité notable de créatine. Cela paraît être à l’appui de la manière de voir de ceux qui considèrent le muscle cardiaque comme un tissu contractile tout h fait particulier. Pekelharing pense que le tonus, qui joue un si grand rôle dans le cœur, produit cet écart apparent à la règle générale. Après avoir exposé mes propres résultats, je compte donner de ce phénomène une explication qui me paraît plus claire.

Alors qu’après 1837 la thèse formulée par Johannes Müller, sui-

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vaut laquelle le tonus devrait être considéré comme état de médiocre contraction permanente , maintenu sous l'influence de centres nerveux, était généralement admise, après 1860, lorsque Brondgeest (11) publia ses expériences simples, mais célèbres, la notion vague et infructueuse de „tonus musculaire automatique” fut remplacée par l’idée, que tout comme la contraction musculaire ordinaire le tonus est la manifestation d’une action réflexe. Depuis lors, par suite des recherches étendues qui furent par là rendues jmssibles, la connaissance de l’influence du système nerveux sur le tonus musculaire fit de rapides progrès. La recherche des centres d’émission de ces actions réflexes apprit qu’au moins un grand nombre d’excitants produisant le tonus ont leur origine aux endroits où ce tonus siège (H. E. Hering (12) et Bickel (13)). Ewald montra qu’en même temps un grand nombre d’excitations qui sont éveillées dans le labyrinthe se projettent sur la substance musculaire, et Luciani prouva que le cervelet joue un rôle important dans la production du tonus musculaire.

L’examen microscopique de l’innervation du tissu musculaire strié donna naissance également à de nouvelles idées. En 1882, Bremkr [14<) annonça que chez les mammifères il existe dans la substance musculaire, à côté de fibres myéliniques, des fibres sans myéline. Ceci fut confirmé plus tard par Grabower (15) et Perroncito (16). Ce dernier supposa au début que ces fibres amyéliniques étaient sensibles, mais pensa ensuite qu’elles étaient d’essence sympathique et exerçaient une influence sur les vaisseaux du muscle. La valeur physiologique de cette découverte fut mise en évidence pour la première fois par Mosso (2), qui, sans donner une confirmation expérimentale de sa manière de voir, dressa provisoirement un schéma d’après lequel les muscles striés seraient innervés. Il supposa que la substance contractile recevait des excitations suivant deux voies différentes , suivant les fibres spinales myéliniques et sui vaut des fibres sympathiques amyéliniques. L’impulsion à la contraction rapide serait apportée par des fibres myéliniques et le tonus serait régi par le sympathique.

La belle étude de l’anatomiste Boeke, de Leyde, prouva ensuite de façon convaincante que, bien que la conclusion de Mosso ne s’appuyât pas sur des données tout à fait exactes, la double innervation des muscles chez les vertébrés devait néammoins êtrea drnise comme fait anatomique. Boeke (17, 18, 19, 20, 21) décrivit à côté delà fibre myélinique qui entre en contact avec la fibre musculaire par l’intermédiaire de la plaque terminale motrice de Kühne, une fibre

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accessoire sans myéline, absolument séparée de la fibre spinale, et qui forme également une petite plaque terminale à structure typique. Ainsi que Boeke l’a prouvé, les fibres observées par Perronoito appartenaient à la catégorie des fibres ultraterminales, également dépourvues de myéline, et étaient donc d’origine spinale. En même temps Boeke trancha la question de savoir de quelle façon la plaque terminale motrice est placée par rapport à la fibre musculaire, en montrant sur des coupes transversales que la situation est indubitablement hypolemmale. Comme la plaque terminale accessoire se comportait de façon correspondante et parce qu'à l’endroit où elle entre en contact avec la fibre musculaire il y avait aussi une accumulation de nuclei et de sarcoplasme, il a conclu que la fibre amyélinique exerce une influence trophique ou motrice (probablement tonisante) sur la fibre musculaire. Boeke démontra d'ailleurs qu'on a réellement affaire à deux espèces différentes de fibres nerveuses, en faisant dégénérer séparément ces deux types dans les muscles de l'oeil et dernièrement aussi dans la langue.

La confirmation physiologique de l'opinion de Boeke a été fournie au laboratoire d'Amsterdam par de Boer (22, 23, 24), qui montra, d'abord chez des grenouilles, par la section des rami communicantes, puis chez des chats, par l'extirpation semi-latérale du sympathique, que par là le tonus diminuait dans les extrémités du même côté.

Par là s'ouvre donc un nouveau domaine étendu de nouvelles recherches, puisque maintenant le rôle du système nerveux dans la production des changements dans la substance des muscles striés est nettement défini. En même temps la voie est ouverte pour arriver à une connaissance plus étendue des rapports entre le système nerveux et la substance musculaire en général. En effet, ainsi qu'on le sait depuis longtemps, le sympathique a une influence tonisante sur le tissu musculaire lisse et, ce qui est ici de première importance, sur le cœur.

En 1 883 Grützner démontra que les muscles du squelette ne doivent pas être considérés comme des unités anatomiques, ce qui donna lieu dans la suite à des tentatives pour localiser les diverses manifestations de la contractilité dans des parties déterminées du muscle. Grützner trouva que chez la grenouille il y a deux espèces différentes de fibres musculaires, qui toutefois ne sont pas séparées, comme c’est le cas dans divers muscles du lapin, mais qui sont mélangées en proportions variables dans chaque muscle à fibres striées. C’est surtout sous la direction de Grützner qu'on rassembla alors une grande quantité de données à l’appui de

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cette idée, que les particularités physiologiques des divers muscles du squelette peuvent être mises en rapport avec la proportion daus laquelle ces deux espèces de fibres existent, idée qui fut encore une fois confirmée nettement par Paukul (25). De tous ces faits d’expérience Grützner conclut que les grosses fibres, pauvres en sarcoplasme, réagissent plus rapidement et sont plus excitables que les fibres minces, riches en sarcoplasme, mais présentent plus vite des symptômes de fatigue (26, 27, 28, 29, 30, 31). La diversité de nature des deux espèces de fibres a conduit Grützner à penser qu'elles ont à remplir dans le muscle des fonctions très différentes; les fibres blanches, pauvres en sarcoplasme, serviraient surtout à la réalisation des contractions rapides, tandis que les fibres rouges, riches en sarcoplasme, joueraient un rôle dans la production du tétanos et dans la sommation de deux contractions musculaires. En outre, les fibres rouges donneraient au muscle une certaine longueur, variable suivant les circonstances, et lui fourniraient de cette façon un certain soutien intérieur; selon Grützner le tonus musculaire siège donc exclusivement dans les fibres riches en sarcoplasme. Biedermann (32) se servit en même temps de cette hypothèse pour donner une explication des contractures par la vératrine, dont il supposait qu'elles résulteraient du fait que, par suite de l’action du poison, qui agirait de diverses façons sur les deux espèces de fibres, les contractions des deux groupes de fibres seraient en quelque sorte séparées l'une de l’autre. Mais cette dernière supposition fut complètement réfutée par les recherches de Carvallo et Weiss (33) en 1889, qui montrèrent que les muscles des extrémités du lapin, lesquels sont presque uniquement constitués par une seule espèce de fibres, présentent après empoisonnement par la vératrine de fortes contractures secondaires, tout aussi bien que les muscles mixtes.

En 1899 Bottazzi (5) exprima l’idée géniale, que les diverses propriétés des muscles ne sont pas distribuées sur des fibres de naturedifférente, mais que chaque fibre musculaire possède ces propriétés, bien qu’ à des degrés différents. Il supposa que toutes les particularités, considérées par Grützner comme les manifestations de contractilité des fibres rouges, étaient des fonctions du sarcoplasme. Cette théorie se rattache à l'opinion déjà exprimée dix ans auparavant par Eano, suivant laquelle les oscillations du tonus et les pulsations simples du cœur, qui sont, comme il s'en était aperçu, indépendantes les unes des autres, puisque les oscillations du tonus des oreillettes de tortue, battant à l'unisson, pouvaient avoir un rhythme et une amplitude différente, seraient loca-

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lises dans un substratum différent des mêmes cellules cardiaques, mais il n’indiqua pas cette localisation de façon plus précise.

Bottazzi attribua décidément une excitabilité et une contractilité au sarcoplasme et il admit que c’est dans ce substratum que siègent les processus toniques (5,34). Il chercha l’appui de cette thèse dans le fait, amplement démontré par lui, que les phénomènes de contracture se produisent d’autant plus facilement que les fibres musculaires sont plus riches en sarcoplasme. Alors que chez les organismes inférieurs la contractilité du sarcoplasme ne fait aucun doute, beaucoup d’auteurs la nient pour le tissu musculaire mieux organisé. Aussi, une preuve directe de la contractilité du plasma cellulaire non différentié n’a-t-elle pas été fournie pour les fibres des muscles du squelette. Les expériences de Carvallo et Weiss rendent fort admissible que la contraction rapide et la contracture par la vératrine sont localisées dans une même fibre musculaire et y sont, par la différence de leur nature, liées à des substances différentes. Biederm ann (32) a attiré l'attention sur des observations de Lieberkühn, qui prouvent que du moins dans certains organismes unicellulaires le plasma cellulaire et les fibrilles se comportent comme Bottazzi se le représente pour les formations analogues dans les muscles des vertébrés.

Lieberkühn a vu que des stentors, qui avaient déjà exécuté une lente contraction , laquelle devait être attribuée au plasma cellulaire, puisque les fibrilles avaient une allure sinueuse, pouvaient encore effectuer une contraction rapide de la tige, après quoi les fibrilles étaient étendues.

Mosso a une tendance a faire trop peu de cas de la fonction du sarcoplasme comme tissu contractile, parce que tout d’abord la double innervation rend inutile d'admettre l’existence de deux matières contractiles dans le muscle et parce qu’en outre, d’après cet auteur même, un aussi excellent connaisseur de la fine structure des tissus que Küelliker aurait nié que le sarcoplasme fût un constituant normal de la fibre musculaire. Mais ceci repose sur une erreur. Dans l’assertion en question de Koelliker (35), laquelle est citée en partie par Mosso (2), il est dit que le système de fins canaux, qui devient visible lorsque la fibre musculaire est traitée p. ex. par un acide faible, où la matière intermédiaire protoplasmique se dissout, a été tenu à tort par divers auteurs comme un constituant normal de la cellule musculaire. Koelliker a précisément considéré la description précise de la substance intermédiaire et de ses rapports avec les fibrilles comme un progrès important de la connaissance du tissu musculaire, et il était d’avis que

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les processus par lesquels la contraction se produit ont, au moins en grande partie, leur siège dans le sarcoplasme.

Or, tandis que Mosso accorde le plus d'importance à la différence de cause nerveuse de la contraction rapide et des phénomènes toniques, Bottazzi localise ces deux genres de phénomènes dans des parties différentes des fibres musculaires, les fibrilles et le sarcoplasme. Mais à mon sens ces deux manières de voir ne s'excluent pas forcément Tune l'autre et il est encore parfaitement possible que les fibrilles et le sarcoplasme deviennent actif chacun par l’impulsion nerveuse adéquate, et que par conséquent les fibrilles musculaires soient directement innervées à partir des cellules des cornes antérieures de la moelle et le sarcoplasme à partir des cellules ganglionnaires du sympathique. Une opinion de ce genre me paraît avoir été exprimée dans la théorie de von Uexküll (36), si on remplace les idées, que cet auteur emploie pour construire l'hypothèse avec laquelle il opère, par des notions qui sont empruntées à l’observation.

Yon Uexküel se figure l’influence nerveuse sur le système musculaire comme l’action d’un fluide, auquel il donne le nom de „tonus”. Suivant la façon dont ce „tonus nerveux'1 exerce une pression sur ce qu’il appelle le „tonus musculaire lié”, celui-ci est transformé rapidement ou petit à petit en „ tonus musculaire libre”, qui coule vers les apparails musculaires proprement dits. Si le „tonus nerveux” exerce une pression continue sur le „tonus lié”, le „tonus libre” s’écoule sous pression et met en marche dans le muscle l’appareil d’inhibition („Sperrapparat”), ce qui a pour effet que le muscle prend une longueur déterminée et s'oppose à une extension. Lorsque le „tonus nerveux” est brusquement augmenté, puis diminué de nouveau immédiatement après, il se forme en peu de temps une quantité considérable de „tonus libre”, qui s'échappe vers le muscle avant que la pression puisse être augmentée. Ce „tonus libre”, sans pression, n’est pas en état d’influencer le „Sperrapparat”, mais met en mouvement l’appareil de raccourcissement („Yerkürzungsapparat”), ce qui fait effectuer une contraction rapide au muscle. Si l'on remplace maintenant les deux façons différentes, dont la pression du „tonus nerveux” transforme le „tonus lié” en „tonus libre”, par les notions „d’innervations spinale et sympathique” et qu'on mette à la place des deux appareils que Yon Uexküll admet dans les muscles, le „sarcoplasme” et les „fibrilles”, l'hypothèse de cet auteur serait donc la réunion en question des théories de Mosso et Bottazzi. Yon Uexküll a édifié son hypothèse pour pouvoir embrasser dans une

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théorie les phénomènes qu’il avait observés chez les animaux non-vertébrés. Mais en tâchant ainsi de donner un caractère réel à l’hypothèse assez fantastique de Von Uexküll, je ne prétends pas du tout comparer déjà dès maintenant les faits observés par lui chez les animaux inférieurs avec les idées qu’on s’est faites sur les phénomènes de contractilité dans les muscles des vertébrés. Il me semble pourtant que c’est un fait digne d’être noté, que Von Uexküll a observé que les rétracteurs de Sipunculus nudus tracent, par excitation du nœud cervical et du cordon ventral, des courbes de nature différente, puisque dans le premier cas les courbes de tension aussi bien que les courbes de raccourcissement sont tracées en un temps plus court.

Toutefois, l’examen microscopique n’a pas appris que les deux fibres nerveuses, qui innervent la fibre musculaire, y influencent des organoïdes différents. Boeke a vu que la grande plaque terminale aussi bien que la plaque accessoire entrent en relation avec un fin réseau périterminal, qui se ramifie dans le sarcoplasme entre les fibrilles, mais il ne put le poursuivre que sur une petite distance dans le voisinage immédiat de la plaque terminale. Ceci fait donc encore penser à la possibilité, que le sarcoplasme joue le rôle principal dans la fonction musculaire et qu’il reçoit toutes les excitations nerveuses, mais qu’il ne réagit luimême que sur une impulsion du sympathique et ne fait que conduire les excitations spinales vers le système des fibrilles.

3. Technique. — Pour l’étude des variations de potentiel nous avons fait usage du galvanomètre à corde d’EiNTiiovEN (modèle Wertheim- Salomonson). Les mouvements de la corde furent enregistrés photographiquement à l’aide de l’appareil à chute, indiqué par Wertheim- Salomonson (37). Le cœur fut introduit dans le circuit à l’aide d’électrodes décrites par Madlle Nelly C. Bakker (38). Nous avons pris soin de donner aux fils de raccord une longueur suffisante, pour éviter un déplacement possible des électrodes. Dans toutes les épreuves le temps fut mesuré en */5 sec. à l’aide d’un chronographe de Jacquet.